一种收颈式微余隙增压系统及方法，包括第一收颈罐、第二收颈罐、进气管路、排气管路、喷头群和喷淋管路；第一收颈罐和第二收颈罐的结构相同，第一收颈罐和第二收颈罐的颈部均为收口状，且收口的颈部为圆滑曲面，两收颈罐颈部截面积由下到上逐渐变小；进气管路和排气管路均连接到第一收颈罐和第二收颈罐的顶部开口处，与收颈罐体内部连通，且排气管路位于进气管路的侧面；本发明专利技术在每个收颈罐中采用收颈设计，不但通过改变截面积的方式提高了传感器响应速度，而且有效降低了排气过程罐内残余气体体积。体积。体积。
【技术实现步骤摘要】
一种收颈式微余隙增压系统及方法
[0001]本专利技术涉及物理储能
，特别涉及一种收颈式微余隙增压系统及方法。
技术介绍
[0002]随着新能源产业的快速发展，大规模物理储能技术中的压缩空气储能技术受到国内外学者普遍关注。在传统的压缩空气储能系统中，空气通过压缩机进行压缩，将电能转化为高品质的压力势能和低品质的热能，其中，热能占比达到30％以上。这是由于传统压缩机中叶轮快速转动做功，使得增压过程接近绝热过程，因此传统空气增压过程不可避免产生大量热量，限制了传统压缩空气储能系统效率的进一步提高。为从本质上解决空气增压过程发热问题，等温液体活塞技术被提出并进行大量实验，然而，由于现有的等温液体活塞装置均建立在已有罐体和水泵等设备的基础上，在实际过程中存在大量缺陷，增压效果难以达到可产业化的水平。
[0003]在传统的等温液体活塞增压装置中，气体排出过程主要分为两类。第一种是液体充满整个罐体，将全部气体排出，但是这种方法较为理想，缺乏实际可行性，液体充满整个罐体会不可避免地将罐内液体压入排气管路，不但损耗了罐内液体而且会对排出气体的质量产生影响，另外，液体充满整个罐体后存在较大安全隐患，可能因为调节不及时使得罐内液体迅速增压影响罐体可靠性或对水泵产生破坏，更会使得后续管路的脉动变得剧烈；第二种是排气过程中罐体顶部留有部分气体不排出，这种做法极大提高了系统的安全性和可行性，但是由于现有液体活塞实验装置多用圆柱形罐体或顶部接近半球形的柱状罐体，使得在满足传感器响应时长的条件下，剩余气体在罐内的体积占罐体总体积的比例难以降低，而在每一个循环中，罐内剩余气体都要经历膨胀过程，该过程中不但将压缩过程所做功耗散掉，而且来流进气由于压力低于罐内剩余气体的压力而无法保持连续进气。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种收颈式微余隙增压系统及方法，以解决上述问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种收颈式微余隙增压系统，包括第一收颈罐、第二收颈罐、进气管路、排气管路、喷头群和喷淋管路；第一收颈罐和第二收颈罐的结构相同，第一收颈罐和第二收颈罐的颈部均为收口状，两收颈罐颈部截面积由下到上逐渐变小；进气管路和排气管路均连接到第一收颈罐和第二收颈罐的顶部开口处，与收颈罐体内部连通，且排气管路位于进气管路的侧面；第一收颈罐和第二收颈罐的底部均设置有排水口，排水口连接喷淋管路，喷淋管路的出口连接喷头群，喷头群朝向第一收颈罐和第二收颈罐的颈部曲面处。
[0007]进一步的，进气管路分为两路，一路连接第一收颈罐顶部，另一路连接第二收颈罐顶部，两条分路上分别设置有第一进气阀门和第二进气阀门。
[0008]进一步的，排气管路由第一收颈罐和第二收颈罐的顶部引出合为一条管路，其上连接有缓冲装置。
[0009]进一步的，排气管路伸进第一收颈罐和第二收颈罐内部的部分分别设置有第一排气阀门和第二排气阀门。
[0010]优选的，排气管路伸入第一收颈罐和第二收颈罐内部的部分用大口径管路连接，管径选取范围大于等于罐体外部排气管路管径小于罐体顶部内径。
[0011]进一步的，喷淋管路包括水泵机组、第一喷水阀门和第二喷水阀门；第一收颈罐的底部，以及第二收颈罐的底部均通过管路连接水泵机组；水泵机组和第一收颈罐之间，以及水泵机组和第二收颈罐之间均设置有分支管路，第一喷水阀门和第二喷水阀门分别设置在两个分支管路上。
[0012]进一步的，喷头群包括第一喷头群和第二喷头群，第一喷头群和第二喷头群分别连接分支管路，第一喷头群和第二喷头群分别分散布置于第一收颈罐和第二收颈罐的颈部曲面上；第一收颈罐的底部，以及第二收颈罐的底部排水口处设置有第一液体阀门和第二液体阀门；第一喷水阀门和第二喷水阀门分别连接于水泵机组与第一液体阀门之间、水泵机组与第二液体阀门之间。
[0013]进一步的，水泵机组采用双进水双排水管路连接；第一收颈罐和第二收颈罐顶部分别设置有第一液位传感器和第二液位传感器；第一排气阀门和第二排气阀门、第一液体阀门和第二液体阀门、第一进气阀门和第二进气阀门、第一喷水阀门和第二喷水阀门均由第一液位传感器和第二液位传感器的电信号控制开闭。
[0014]进一步的，第一喷头群和第二喷头群分别每圈均匀、隔圈间隔分散布置于第一收颈罐和第二收颈罐颈部曲面上；第一喷头群和第二喷头群中每一个喷头顶端均连接于罐体壁面，未将喷头大幅度伸入管内。
[0015]优选的，第一收颈罐和第二收颈罐收口的颈部为圆滑曲面。
[0016]进一步的，一种收颈式微余隙增压方法，包括以下步骤：
[0017]在初始阶段，向第一收颈罐和第二收颈罐内注水到预定位置；
[0018]在气体增压过程中，来流气体通过第一进气阀门进入第一收颈罐，与此同时，第二进气阀门处于关闭状态，第一排气阀门和第二排气阀门也处于关闭状态，随着水泵机组工作，第一收颈罐中水被压入第二收颈罐中，第二收颈罐内气体被压缩，当第二收颈罐内气体压力达到后续管路或储气容器相等压力后，第二排气阀门开启，水泵机组继续工作，将第二收颈罐内气体排出，直至液位到达预设位置，第二排气阀门关闭；
[0019]随后，第一液位传感器和第二液位传感器通过对液位感应将信号反馈给各阀门调节系统，来流气体通过第二进气阀门进入第二收颈罐，与此同时，第一进气阀门处于关闭状态，第一排气阀门和第二排气阀门也处于关闭状态，随着水泵机组工作，第二收颈罐中水被压入第一收颈罐中，第一收颈罐内气体被压缩，当第一收颈罐内气体压力达到后续管路或储气容器相等压力后，第一排气阀门开启，水泵机组继续工作，将第一收颈罐内气体排出，直至液位到达预设位置，第一排气阀门关闭；在罐内气体被压缩时，对应罐的喷头群为气体进行喷水冷却。
[0020]进一步的，在第一收颈罐内气体被压缩时，第二收颈罐内水通过水泵机组增压经过第一喷水阀门进入第一喷头群，为第一收颈罐内气体进行喷水冷却；在第二收颈罐内气体被压缩时，第一收颈罐内水通过水泵机组增压经过第二喷水阀门进入第二喷头群，为第二收颈罐内气体进行喷水冷却；水泵机组出口水流分别流入第一收颈罐底部和第一喷头群
或第二收颈罐底部和第二喷头群，流入收颈罐和喷头群的水流流量通过喷水阀门和液体阀门联合调节进行分配。
[0021]与现有技术相比，本专利技术有以下技术效果：
[0022]本专利技术在每个收颈罐中采用收颈设计，不但通过改变截面积的方式提高了传感器响应速度，而且有效降低了排气过程罐内残余气体体积。
[0023]本专利技术中收颈罐通过收颈的曲面设计，喷头群的布置面积较传统的平面或半球面有了显著增大，冷却效果更明显。
[0024]本专利技术中收颈罐通过罐内排气阀门的设计，可以在收颈设计的基础上，进一步利用罐内排气管路所占空间来降低排气过程罐内残余气体的体积，有效减少需要膨胀的气体的总质量，减少膨胀时间，缩短进气不连续间隔。
[0025]本专利技术通过用第二收颈罐中水冷却第一收颈罐中的气、用第一收颈罐中水冷却第二收颈罐本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种收颈式微余隙增压系统，其特征在于，包括第一收颈罐(11)、第二收颈罐(12)、进气管路、排气管路、喷头群和喷淋管路；第一收颈罐(11)和第二收颈罐(12)的结构相同，第一收颈罐(11)和第二收颈罐(12)的颈部均为收口状，两收颈罐颈部截面积由下到上逐渐变小；进气管路和排气管路均连接到第一收颈罐(11)和第二收颈罐(12)的顶部开口处，与收颈罐体内部连通，且排气管路位于进气管路的侧面；第一收颈罐(11)和第二收颈罐(12)的底部均设置有排水口，排水口连接喷淋管路，喷淋管路的出口连接喷头群，喷头群朝向第一收颈罐(11)和第二收颈罐(12)的颈部曲面处。2.根据权利要求1所述的一种收颈式微余隙增压系统，其特征在于，进气管路分为两路，一路连接第一收颈罐(11)顶部，另一路连接第二收颈罐(12)顶部，两条分路上分别设置有第一进气阀门(51)和第二进气阀门(52)。3.根据权利要求1所述的一种收颈式微余隙增压系统，其特征在于，排气管路由第一收颈罐(11)和第二收颈罐(12)的顶部引出合为一条管路，其上连接有缓冲装置(9)。4.根据权利要求1所述的一种收颈式微余隙增压系统，其特征在于，排气管路伸进第一收颈罐(11)和第二收颈罐(12)内部的部分分别设置有第一排气阀门(61)和第二排气阀门(62)；排气管路伸入第一收颈罐(11)和第二收颈罐(12)内部的部分用大口径管路连接，管径选取范围大于等于罐体外部排气管路管径小于罐体顶部内径。5.根据权利要求1所述的一种收颈式微余隙增压系统，其特征在于，喷淋管路包括水泵机组(2)、第一喷水阀门(41)和第二喷水阀门(42)；第一收颈罐(11)的底部，以及第二收颈罐(12)的底部均通过管路连接水泵机组(2)；水泵机组(2)和第一收颈罐(11)之间，以及水泵机组(2)和第二收颈罐(12)之间均设置有分支管路，第一喷水阀门(41)和第二喷水阀门(42)分别设置在两个分支管路上。6.根据权利要求5所述的一种收颈式微余隙增压系统，其特征在于，喷头群包括第一喷头群(81)和第二喷头群(82)，第一喷头群(81)和第二喷头群(82)分别连接分支管路，第一喷头群(81)和第二喷头群(82)分别分散布置于第一收颈罐(11)和第二收颈罐(12)的颈部曲面上；第一收颈罐(11)的底部，以及第二收颈罐(12)的底部排水口处设置有第一液体阀门(31)和第二液体阀门(32)；第一喷水阀门(41)和第二喷水阀门(42)分别连接于水泵机组(2)与第一液体阀门(31)之间、水泵机组(2)与第二液体阀门(32)之间。7.根据权利要求5所述的一种收颈式微余隙增压系统，其特征在于，水泵机组(2)采用双进水双排水管路连接；第一收颈罐(11)和第二收颈罐(12)顶部分别设置有第一液位传感器(71)和第二液位传感器(72)；第一排气...
【专利技术属性】
技术研发人员：王焕然，贺新，陶飞跃，葛刚强，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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